高密度聚乙烯的合成工艺研究

绵阳职业技术学院

材料工程系

高分子材料应用技术专业毕业论文

论文题目：高密度聚乙烯的合成工艺研究

学院：绵阳职业技术学院

系部：材料工程系

班级：高分子111班

学生：石鑫

指导老师：唐云、王燕

时间：2013.9.30——2013.11.05

高密度聚乙烯的合成工艺研究

摘要：自1953 年在低压下使乙烯聚合生成HDPE, 迄今已有50 多年, 高密度聚乙烯的开发生产突飞猛进, 技术进展突出表现在催化剂开发的进展、生产工艺技术的进展。本文介绍了高密度聚乙烯在工业生产中所采用的技术、所采用的设备及其用途、发展前景等内容。主要研究高密度聚乙烯的合成方法及工艺条件。关键词：高密度聚乙烯,合成工艺

Abstract: Since 1953, in the ethylene polymerization under pressure HDPE, far more than 50 years, the development of high-density polyethylene.Production by leaps and bounds, technological advances outstanding performance in catalyst development progresses, the progress of production technology. This article describes the high-density polyethylene used in the industrial production of the latest technology, using equipment and its use, development prospects and so on.The synthesis and processing conditions of high density polyethylene.

Keywords: high-density polyethylene synthesis process

目录

1.聚乙烯介绍 (2)

1.1聚乙烯结构 (1)

1.2聚乙烯性质 (2)

2.高密度聚乙烯介绍 (3)

2.1高密度聚乙烯特性 (3)

2.2高密度聚乙烯历史发展背景 (4)

3.高密度聚乙烯的生产方法 (5)

3.1浆液聚合法 (5)

3.2气相聚合法 (7)

3.3溶液聚合法 (8)

3.4三种HDPE技术比较 (9)

4.高密度聚乙烯的生产工艺 (9)

5. 高密度聚乙烯制品生产工艺和质量影响因素分析 (12)

5.1加工成型生产工艺分类 (12)

5.2影响塑料制品(聚乙烯)产品的质量相关因素 (14)

5.3机械设备的性能和模具的质量与精度分析 (14)

6.高密度聚乙烯市场应用 (15)

参考文献 (16)

致谢 (17)

1.聚乙烯介绍

1.1聚乙烯结构

简写：nCH2=CH2→—[CH2—CH2]n—

聚乙烯的分子是长链线型结构或支结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度高结晶度就越大。

聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。分子量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为10---130℃。其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能，但使用温度在80~110℃。

聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化的腐蚀，如发烟硫酸·浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90---100℃下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。

聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。正因为聚乙烯拥有如上特质，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深远的价值。

1.2聚乙烯性质

（1）聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用；（2）聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。

由乙烯均聚以及与少量α-烯烃共聚制得的乳白色、半透明的热塑性塑料。密度0.86～0.96g/cm3，按密度区分有低密度聚乙烯(也包括线性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。无味、无毒。耐化学药品，常温下不溶于溶剂。耐低温，最低使用温度-70～-100℃。电绝缘性好，吸水率低。物理机械性能因密度而异。工业上低密度聚乙烯主要采用高压(110～200MPa)、高温(150～300℃)自由基聚合。其他则用低压配位聚合，有时同一套装置可生产密度0.87～0.96g/cm3的聚乙烯产品，称全密度聚乙烯工艺技术。聚乙烯可加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维等。广泛用于农业、包装、电子电气、机械、汽车日用杂品等方面。

2.高密度聚乙烯介绍

2.1高密度聚乙烯特性

高密度聚乙烯，简称HDPE，是无毒、无味、无臭的白色颗粒或不透明的白色粉末，造粒后为乳白色颗粒，分子为线型结构，很少支化现象，是较典型的结晶高聚物。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。机械性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约126～136℃，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100～-140℃。HDPE主要是采用低压生产，故又称低压聚乙烯。HDPE 分子中支链少，结晶度高达85%~95%，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品(硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材片材等。其相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这一点应用时要注意。